lunes, 11 de junio de 2012

QUÍMICA


MACROMOLECULAS
Las macromoléculas son moléculas que tienen una masa molecular elevada, formadas por un gran número de átomos. Generalmente se pueden describir como la repetición de una o unas pocas unidades mínimas o monómeros, formando los polímeros.
A menudo el término macromolécula se refiere a las moléculas que pesan más de 10.000 dalton de masa atómica. Pueden ser tanto orgánicas como inorgánicas, y algunas de gran relevancia se encuentran en el campo de la bioquímica, al estudiar las biomoléculas. Dentro de las moléculas orgánicas sintéticas se encuentran los plásticos. Son moléculas muy grandes, con una masa molecular que puede alcanzar millones de UMAs que se obtienen por las repeticiones de una o más unidades simples llamados "monómeros" unidos entre sí mediante enlaces covalentes.
 Forman largas cadenas que se unen entre sí por fuerzas de Van der Waals, puentes de hidrógeno o interacciones hidrofóbicas y por puentes covalentes.
Por lo general, se analizan moléculas en el que el número de átomos es muy pequeño, el cual consta de una masa molecular relativamente pequeña, por ejemplo la molécula de la sal común (NaCl) consta de solo dos átomos y la masa molecular relativa es de 58. En cambio, existen muchas clases de moléculas que poseen una composición mucho más complicada, es decir, una gran cantidad de átomos y un valor grande en su masa molecular; a esta clase de composiciones se le denomina macromoléculas. Específicamente una macromolécula tiene una cantidad mínima de 1000 y una masa no menos de 10.000. Además los eslabones que unen la molécula no conducen a variación en las propiedades físicas, si estos son adicionados de manera complementaria. Por ejemplo la molécula del polietileno, cuya masa molecular relativa es de 280.000 y consta de 20.000 eslabones de grupos CH2. Otro ejemplo es la molécula del ácido ribonucleico; consta de 124 eslabones que se repiten, conformados por 17 aminoácidos diferentes. Su fórmula química es C575H901O193N171S12, su masa molecular relativa es de 13.682. Los polímeros son sustancias conformadas por macromoléculas.
Desde hacia un tiempo se denominaron a cierto grupo de moléculas los coloides, en una época que no se conocía la existencia de la macromolécula, los coloides tenían una apariencia gelatinosa adhesiva, con una velocidad de difusión pequeña sin atravesar las membranas, lo cual sucede lo contrario por ejemplo con la sal común que se difunden muy bien y pasa a través de las membranas, estas sustancias fueron llamadas cristaloides por su buena conformación estructural. En lo sucesivo fue descubierto que en condiciones determinadas los cristaloides podían adquirir un “estado coloidal”, si se lograba unir sus moléculas en grupos y con una masa relativa baja. La agregación de las moléculas de los cristaloides que conducen a la aparición de las propiedades coloidales de sus moléculas, es por lo general una manifestación de las fuerzas de la valencia secundaria y el enlace de los átomos en las macromoléculas es covalente.
Ejemplo de las macromoleculas
videoEl AGUA (H2O) es una Macromolécula inorgánica vital y está formado por 2 átomos de Hidrógeno y 1 átomo de Oxígeno unidos mediante energía química o de activación. Es vital porque: 
a) Es el principal componente del organismo.
b) Es el disolvente que permite el cumpliminto del fenómeno de ósmosis mediante el cual se cumplen procesos fundamentales en las funciones digestiva, respiratoria y excretora.
c) Es imprescindible para las Enzimas que provocan y regulan las reacciones químicas que se producen en el organismo.

Los GLÚCIDOS o HIDRATOS DE CARBONO, son sustancias orgánicas ternarias de origen casi vegetal, en donde predominan el Carbono (C), Hidrógeno (H) y Oxígeno (O). Son ejemplos el Almidón, las Féculas y los distintos tipos de Azúcares presentes en las Hortalizas, frutas y verduras frescas y en aquellos productos alimenticios elaborados con harinas. Para poder ser utilizados mediante el proceso digestivo son transformados en GLUCOSA. Son alimentos de Función ENERGÉTICA, puesto que se emplean como COMBUSTIBLE en la producción de energía mediante la Oxidación.

Los LÍPIDOS O MATERIAS GRASAS son compuestos orgánicos ternarios complejos constituidos por moléculas de Triglicéridos. Se presentan como GRASAS sólidas a 20ºC de origen animal o como ACEITES líquidos a 20ªC de origen vegetal. Para utilizarlos, los lípidos son transformados mediante el proceso digestivo en ÁCIDOS GRASOS y GLICERINA. Son alimentos con función de RESERVA ENERGÉTICA. Se consumen para producir energía cuando se han agotado los Glúcidos. 

Las PROTEÍNAS son compuestos orgánicos cuaternarios de composición muy compleja, constituidos mediante la formación de largas cadenas de moléculas de aminoácidos. Están presentes en los alimentos de origen animal y vegetal. Para utilizar las Proteínas mediante el proceso digestivo, se las descompone en AMINOÁCIDOS. Son alimentos de función PLÁSTICA o ESTRUCTURAL, empleados por las células para sintetizar sus propias proteínas, que son utilizadas en los procesos de crecimiento y reparación del organismo. Sólo se consumen para producir energía cuando se han agotado las reservas de glúcidos y de lípidos. 

Los ÁCIDOS NUCLEICOS: Foprmados por el ADN (Ácido Desoxirribonucleico) y por el ARN (Ácido Ribonucleico)

El ADN, se encuentra en el NÚCLEO y constituye los CROMOSOMAS. La función es llevar la Información genética de padres a hijos. En sus moléculas se encuentra la INFORMACIÓN GENÉTICA.
Las moléculas de ADN están formadas por una DOBLE Cadena de NUCLEÓTIDOS arrollados en forma de doble hélice. Los Nucleótidos son la unidades monoméricas de la macromolécula del Ácido Nucleico (ADN y ARN), que resultan de la unión covalente de un FOSFATO y una base heterocíclica con la PENTOSA. Está constituido por un azúcar, que es una PENTOSA: la DESOXIRRIBOSA. Presentan BASES NITROGENADAS PÚRICAS 
(Adenina y Guanina) y BASES NITROGENADAS PIRIMÍDICAS (Timina y Citosina). Presentan el RADICAL FOSFATO. El ADN está constituído por CADENAS de POLINUCLEÓTIDOS. Las Bases Púricas se enfrentan con las Pirimídicas, o sea se una siempre una ADENINA (A) con una TIMINA (T) y una CITOSINA (C) con una GUANINA (G).

ARN: Se encuentran en el CITOPLASMA (RNr y el ARNt). En el Núcleo se encuentra solamente el ARNm, o sea el ARN mensajero, Las moléculas de ARN están formadas por una SIMPLE Cadena de NUCLEÓTIDOS arrollado en forma de hélice simple. El Nucleótido está constituido por un azúcar, que es una PENTOSA: la RIBOSA. Presentan BASES NITROGENADAS PÚRICAS (Adenina y Guanina) y BASES NITROGENADAS PIRIMÍDICAS (Uracilo y Citosina). Presentan el RADICAL FOSFATO. El ARN está constituido por UNA SOLA CADENA de NUCLEÓTIDO. Las Bases Púricas se enfrentan con las Pirimídicas, o sea se une siempre una ADENINA (A) con un URACILO (U) y una CITOSINA (C) con una GUANINA (G). Su función es la SÍNTESIS de PROTEÍNAS.

Aplicacion de las macromoleculas
video
En el estudio de las macromoléculas es posible hacer uso de ecuaciones utilizadas habitualmente en la dinámica de fluidos o en elelectromagnetismo; una de estas es la ecuación de Poisson, que es posible obtener a partir de la ley de Gauss en forma diferencial:
\nabla\cdot \overrightarrow{E} =-\frac{\rho}{\varepsilon_{0}}
con:
\overrightarrow{E}=-\nabla V
Reemplazando, se obtiene:
\nabla^{2} \textbf{V}
=-\frac{\rho}{\varepsilon_{0}}
la cual es la ecuación de Poisson, si se toma en una región del campo donde la densidad de carga \rho es cero:
\nabla^{2}=0
cuya ecuación es la ecuación de Laplace.
Una de las características del operador laplaciano es ser invariante, por que es el resultado de dos operaciones sucesivas invariantes. Por ejemplo, el laplaciano de un potencial electrostático es cero en regiones donde hay carga espacial cero. Así, el problema general se remonta a encontrar el potencial electrostático V correspondiente a una distribución de carga dada y encontrar una solución de la ecuación de Laplace o de Poisson que satisfaga las condiciones de contorno.

Importancia de las macromoléculas

Se dice que son un conglomerado de más de cien átomos. Pueden ser de orden orgánico e inorgánico. Tienen gran importancia a nivel industrial en la producción de plásticos, rollos fotográficos y alimentos, pero también están presentes en la condición biológica de cualquier ser vivo.
Las macromoléculas naturales forman parte de los procesos vitales del ser humano. La estructura de cada una de ellas permite que cumplan una función que las diferencia de las otras. Se habla de tres grandes tipos: carbohidratos, lípidos y proteínas. Estas sustancias pueden ser encontradas en los alimentos que el ser humano consume diariamente y mediante procesos metabólicos en el interior del organismo pueden ser descompuestas en moléculas más sencillas con el objetico de brindar la energía necesaria al cuerpo.